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1、计算全息再现图像的研究,F1307202班 张一鸣导师 冯仕猛,Contents,1.研究背景和论文的主要工作,1.理论上分析了几种编码技术及其原理 2.使用MATLAB生成两种编码的计算全息图 3.用MATLAB模拟再现原图 4.设计实验平台，在实际光路中记录再现像 5.将模拟再现像和实际再现像比较分析,1.研究背景和论文的主要工作,计算全息图(Computer-Generated Hologram)计算全息图是利用计算机计算物光波在全息平面上的光场分布，并对光场分布在计 算机内进行编码，其结果在绘图仪或CRT上显示，成为实用的全息图。计算全息的优点 低噪音，高重复性，可记录世间不存在物体的
2、图像 计算全息的发展历史 1965年 罗曼(A.W.Lohmann)奠定理论基础 1966年 布鲁恩和罗曼迂回相位编码技术 1967年 博奇(C J.J.Burch)修正离轴参考光计算全息术 1970年 李威汉(Wai-HonLee)四阶迂回相位计算全息术 1970年 贝尔克哈德(C.B.Burckhardt)三阶迂回相位计算全息术,2.计算全息的理论和模拟再现,第一步.波前记录：记录介质H上的强度分布 第二步.波前再现:全息图的透射光场,波前记录,波前再现,2.计算全息的理论和模拟再现,抽样编码成图再现,抽样定理,几种计算全息编码,数字重现和光学再现,傅立叶变换计算全息图的生成和再现,绘图仪
3、或者其他成图设备,2.计算全息的理论和模拟再现,每个抽样单元内放置一矩形通光孔径，通过改变通光孔径的面积编码复数波面的振幅，改变通光孔径中心与抽样单元中心的位置编码相位,迂回相位编码法编码单元,以常量为偏置项的全息图，避免了对相位的编码，人为地重新构造全息透过率函数，即,空间频率分布,(a)物光波的空间频谱范围(b)光学 离轴全息图的空间频谱,2.计算全息的理论和模拟再现,抽样，编码,计算机模拟再现,2.计算全息的理论和模拟再现,抽样，编码,计算机模拟再现,3.计算全息的光学再现,空间光调制器-透射式LCD屏,接收端-CCD摄像头,3.计算全息的光学再现,计算全息图再现光路示意图 L1，L2为
4、透镜，F为低通滤波器,经过准直器和扩束镜的作用的激光，垂直入射到正显示傅利叶变换型全息图的LCD空间光调制器上，经过L1透镜相当于进行了一次傅利叶逆变换就能得到再现图。而透镜L2的作用是保留滤波器F，避免激光功率在L1的焦距处功率过高而使CCD损坏，同时，低通滤波器F可以滤掉零级直通量，减弱零级衍射项对再现像观测的影响。,实际的光路和实验平台,3.计算全息的光学再现,要记录较清晰的光学再现像，需要对光路进行如下调整：各透镜器件准确定位滤波孔大小的选择偏振片的调制,3.计算全息的光学再现,罗曼型迂回相位编码模拟和光学再现像,MATLAB模拟图,CCD实拍图,3.计算全息的光学再现,博奇型修正离轴
5、参考光编码模拟和光学再现像,MATLAB模拟图,CCD实拍图,3.计算全息的光学再现,在透镜后焦面上的CCD接收到的图像与模拟图基本符合，但是像质不如计算机模拟图，主要有以下几个原因：LCD的分辨率1.分辨率 CCD的分辨率2.噪声的影响3.激光器功率的影响4.原图本身的复杂程度,3.计算全息的光学再现,由于全息照相过程中物体与底片之间是点面关系，全息图每一个局部都包含了物体各点的光信息。即使全息图破碎了，仍可以用其中一块碎片还原整个原物,一块全息图碎片,CCD观测到的再现图像,4.总结和展望,理论分析 计算机仿真 实验,4.总结和展望,图像动态显示 制作各种滤波器 三维全息 彩色全息,计算全息再现图像的研究,THANK YOU,
